Aberracja chromatyczna (w tym artykule w domyśle poprzeczna) to zjawisko rozszczepienia kolorów na wskutek załamania światła podczas jego przejścia przez układ obiektywu. W przypadku kamer najistotniejsze są kolory czerwony, zielony i niebieski dla trzech poszczególnych przetworników obrazu. Najbardziej charakterystycznym objawem aberracji chromatycznej jest związana z rozszczepieniem światła utrata rozdzielczości oraz charakterystyczna wielokolorowa tęcza na krawędziach obiektów.

1. Aberracja korolu czerownego, przykład z EX1

Istotna jest tutaj krzywizna soczewek. Światło przechodząc dokładnie przez centrum soczewki nie załamuje się lub załamuje się w bardzo niewielkim stopniu, ponieważ soczewka nie jest w centrum zakrzywiona i jest prostopadła do padającego światła. Dzięki temu aberracja chromatyczna nie jest widoczna w centrum obrazu. W miarę oddalania się od centrum soczewki jej krzywizna i nachylenie względem padającego światła rośnie i światło załamuje się coraz bardziej. Na krawędziach soczewki aberracja chromatyczna jest najłatwiej dostrzegalna. Aberracja chromatyczna w związku z tym obniża rozdzielczość uzyskanego obrazu.
Oko ludzkie także ma aberrację chromatyczną!

Objaw niebieskiej, fioletowej, zielonej lub czerwonej poświaty wokół jasnych obiektów na ciemnym tle (lub ciemnych obiektów na jasnym tle) nie jest typową aberracją chromatyczną, jak usiłowano to opisać na polskim forum dyskusyjnym. Na jego powstawanie wpływ mają zarówno optyka jak i przetwornik MOS (CMOS). Z jednej strony powstaje tzw. aberracja podłużna (zdjęcie 1) a drugiej strony dochodzi do "przeładowania" wzmacniaczy w przetworniku CMOS (zdjęcie 2) przy bardzo dużym kontraście lub zbyt mocnym otwarciu przysłony (niestety tak działają wszystkie przetworniki CMOS i nie da się tych zjawisk wyeliminować). Przetworniki CCD miały z kolei tendencję do generowania w podobnych warunkach tzw. "smear" (biała pionowa linia wychodząca z bardzo jasnego i kontrastowego obiektu) i mimo, iż problem ten został na przestrzeni wielu lat bardzo mocno zminimalizowany to technicznie nie jest on możliwy do całkowitego usunięcia.

2. Przeładowanie korolu niebieskiego na wystawach, przykład z AC160

Aberracja wzdłużna polega na skupianiu się różnych długości fal w różnych odległościach od przetwornika obrazu. Dla przykładu jeżeli kolor czerwony skupiony zostanie dokładnie na powierzchni przetwornika obrazu to niestety kolory zielony i niebieski zostaną skupione w pewnej odległości przed przetwornikiem obrazu a więc będą poza fokusem. Wtedy powstanie typowa obwódka (tzw. "halo") wokół kontrastowego obiektu. Łatwo samodzielnie sprawdzić to zjawisko delikatnie zmieniając punkt fokusu w kamerze i obserwując znikanie i pojawianie się niebieskiej czy fioletowej obwódki.


O ile aberracja chromatyczna poprzeczna jest łatwo kompensowana w nowoczesnych kamerach poprzez modyfikację poszczególnych obrazów R, G i B w względem siebie tak, aby z powrotem "nałożyć" na siebie poszczególne kolory, o tyle aberracja wzdłużna jest praktycznie niemożliwa do wyeliminowania (nie jesteśmy w stanie zmienić długości fali dla koloru R, G czy B). Istnieją różne metody programowej i sprzętowej minimalizacji tego zjawiska (duże soczewki z małą krzywizną, dwie soczewki niwelujące się wzajemnie, szkło o małej dyspersji, itp.) ale na obecną chwilę nie znaleziono jeszcze rozwiązania idealnego. Sprzętowo tego defektu nie da się wyeliminować, można go jedynie zminimalizować.

Aberracja chromatyczna w teleskopie

Dlaczego w niektórych kamerach to zjawisko nie jest widoczne? Stosowana jest sprytna sztuczka polegająca na niewielkiej utracie fokusu (obwódka znika ale zlewają się też szczegóły obrazu) a później elektronicznemu wyostrzeniu konturów. Oczywiście wiąże się to z utratą rozdzielczości obrazu ponieważ rozmyte i brakujące szczegóły obrazu muszą być następnie interpolowane przez oprogramowanie kamery.

Warto mieć także na uwadze, że światło zostanie też zniekształcane na krawędziach przysłony obiektywu (tym razem dzięki dyfrakcji) i dodatkowo pomiejszy rozdzielczość obrazu.

W tym przypadku mówiąc o rozdzielczości mamy na myśli zdolność do rozróżniania przez kamerę poszczególnych sąsiednich obiektów (maksymalna ilość rozróżnianych naprzemiennych białych i czarnych pasków) a nie generowanego przez elektronikę formatu obrazu w rozdzielczości np. FullHD.